[发明专利]一种双频谐波衰减信号阻尼特征识别方法及装置

说明书

本发明实施例公开了一种双频谐波衰减信号阻尼特征识别方法及装置，本发明通过获取原始双频谐波冲击衰减信号的包络线，并基于包络线的峰值点和峰谷点所构成的曲线分别对应着两个谐波分量指数衰减量的和值与差值的原理，由此倒推求得两个谐波分量指数衰减量随时间变化情况，并通过最小二乘法，计算出双频谐波冲击衰减信号中各个谐波分量的阻尼特征系数，解决了现有的冲击衰减信号阻尼特征提取技术只能处理单频信号，对加装了TMD后产生的双频谐波信号的包络曲线处理效果不理想，进而导致了双频谐波冲击衰减信号阻尼特性系数识别困难的技术问题。

技术领域

本发明涉及信号处理领域，尤其涉及一种双频谐波衰减信号阻尼特征识别方法及装置。

背景技术

在阵风等外界激励的作用下，输电塔振动响应信号中通常包括有很多频率分量，对应着不同阶的模态频率，其中一阶频率是引起结构动力反应的主要原因，为了减小阵风激励下输电塔的动力响应，提高输电塔的安全性，当前大部分输电塔上都会采用安装动力吸振器(Tuned Mass Damper，TMD)的方式减小一阶频率振动信号。加装动力吸振器TMD后，输电塔原低阶模态频率点消失，但在该低阶模态频率点的两侧出现了与之相对应的两个新的频率点。输电塔加装动力吸振器后，阵风激励下输电塔振动响应信号中包括有与这两个新的频率点相对应的谐波分量。这两个低频谐波分量都呈现振荡衰减特征，而且频率相距较近。与单频冲击衰减响应信号相比，双频冲击响应信号复杂，阻尼特征比较难识别。为了评估TMD的性能，必须要对这两个频率分量相对应的谐波分量的阻尼特性进行研究。

目前识别冲击衰减信号阻尼特征的方法主要有对数衰减率法和包络分析法，但是现有的冲击衰减信号阻尼特征识别技术只能处理单频信号，对加装了TMD后产生的双频谐波信号的包络曲线处理效果不理想，进而导致了双频谐波冲击衰减信号阻尼特性系数识别困难。

因此，提供一种新的谐波衰减信号阻尼特征识别方法用于识别双频谐波衰减信号的阻尼特征成为了本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种双频谐波衰减信号阻尼特征识别方法，用于解决现有的冲击衰减信号阻尼特征提取技术只能处理单频信号，对加装了TMD后产生的双频谐波信号的包络曲线处理效果不理想，进而导致了双频谐波冲击衰减信号阻尼特性系数识别困难的技术问题。

本发明提供了一种双频谐波衰减信号阻尼特征识别方法，包括：

S1：对通过采样获取到的原始双频冲击衰减信号进行包络提取，得到原始双频冲击衰减信号的包络线；

S2：提取包络线中预置的采样时间区间内的峰值点和峰谷点，得到峰值点变化曲线和峰谷点变化曲线；

S3：根据峰值点变化曲线和峰谷点变化曲线之和，得到第一谐波分量指数衰减量，以及根据峰值点变化曲线和峰谷点变化曲线之差，得到第二谐波分量指数衰减量；

S4：通过最小二乘法，对第一谐波分量指数衰减量和第二谐波分量指数衰减量进行计算，得到第一谐波幅值系数、第一谐波阻尼系数、第二谐波幅值系数和第二谐波阻尼系数。

优选地，步骤S4之后还包括：

S5：获取原始双频冲击衰减信号经过频谱分析后得到的与原始双频冲击衰减信号中的两个谐波分量相应的第一谐波频率和第二谐波频率，并将第一谐波频率和第二谐波频率与第一谐波幅值系数、第一谐波阻尼系数、第二谐波幅值系数和第二谐波阻尼系数结合，得到第一双频冲击衰减信号和第二双频冲击衰减信号；

S6：分别比较第一双频冲击衰减信号与原始双频冲击衰减信号之间的第一最大相关系数以及第二双频冲击衰减信号与原始双频冲击衰减信号之间的第二最大相关系数，将第一最大相关系数与第二最大相关系数中的较大值所对应的双频冲击衰减信号设置为最接近原始双频冲击衰减信号的基准双频冲击衰减响应信号。

优选地，步骤S2具体包括：